Устройство для бурения скважин

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород. Устройство для бурения скважин содержит корпус, вращательно-подающий механизм для ротора бурового става, который включает соосно расположенные статор с витками и установленный внутри статора ротор. Кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки огибают цилиндрическую поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя минимальный рабочий воздушный зазор. Ротор оснащен храповым механизмом, содержащим прижимные валики на своих валах, оси которых перпендикулярны оси ротора, имеющие одностороннее вращение в опорах. Обеспечивается повышение эффективности работы бурового станка, увеличение срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.

Известно устройство для бурения скважин, содержащее вращательно-подающий механизм, состоящий из вращателя, гидропатрона и гидроцилиндров подачи [Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы. «Недра», М.: 1971, с. 55, рис. 23]. К числу недостатков таких механизмов относятся: жесткая связь гидроцилиндр-буровой став-буровой инструмент, а также инерционность и сложная управляемость работы гидроцилиндра. При изменении крепости пород или при необходимости быстро изменить режим работы вращательно-подающего механизма гидроцилиндр не позволяет быстро оперировать рабочими характеристиками из-за большого количества элементов в технологической цепи. Это двигатель, генератор, насос, рабочая жидкость, шток в гидроцилиндре, буровой став и буровой инструмент. В связи с этим процесс изменения подачи бурового става является медленным и недостаточно точным, а также усложняется ремонт и техническое обслуживание механизма и станка в целом. Кроме того, раздельные механизмы вращения и подачи усложняют конструкцию станка. Отмеченные недостатки ограничивают применение указанных вращательно-подающих механизмов при бурении сложноструктурных пород по причине быстрого износа бурового инструмента.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для бурения скважин [RU №2469169, МПК E21B 4/04, E21B 7/00, H02K 3/00, опубл. 10.12.2012], содержащее корпус, соосно расположенный статор с витками и установленный внутри статора ротор с обмотками возбуждения.

Основной недостаток прототипа заключается в том, что неравномерное прилегание к ротору витков статора приводит к потерям энергии в воздушном зазоре, а также не позволяет передавать достаточно большое подающее усилие.

Техническим результатом изобретения является: повышение эффективности работы бурового станка при бурении взрывных и технологических скважин, в том числе при проходке сложноструктурных пород с различными физико-механическими свойствами, а также увеличения срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для бурения скважин, содержащем корпус, вращательно-подающий механизм для бурового става, который включает соосно расположенные статор с витками и установленный внутри статора ротор, новым является то, что кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки огибают цилиндрическую поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, при том что ротор оснащен храповым механизмом, содержащим прижимные валики на своих валах, оси которых перпендикулярны оси ротора, и имеющих одностороннее вращение в опорах.

Устройство поясняет кинематическая схема устройства для бурения скважин (Фиг. 1), содержащего электродвигатель 1, редуктор 2, шинно-зубчатую муфту 3, опорный узел 4, ротор 5 бурового става, корпус 6, храповый механизм 7, статорную обмотку 8, буровой инструмент 9, находящийся в скважине 10.

Устройство статорной обмотки поясняет схема (Фиг. 2). Кольцевые секции магнитопровода 11 с уложенными в них витками статорной обмотки 8 огибают цилиндрическую поверхность ротора 5 бурового става, образуя минимальный рабочий воздушный зазор так, что их оси совпадают. Количество секций магнитопровода 11 с уложенными в них витками статорной обмотки 8 и подключенными с чередованием фаз к сети трехфазного напряжения прямо пропорционально усилию подачи и обратно пропорционально рабочей скорости подачи ротора 5 бурового става.

Устройство храпового механизма поясняет схема (Фиг. 3). Храповый механизм 7 содержит прижимные валики на своих валах 12, оси которых перпендикулярны оси ротора, имеют одностороннее вращение в опорах 13 для возможности удержания ротора 5 бурового става в верхнем положении при отключении электропитания.

Устройство для бурения скважин работает следующим образом.

Электродвигатель 1, через редуктор 2 и шинно-зубчатую муфту 3, вращает ротор 5 бурового става, закрепленный при помощи опорного узла 4 в корпусе 6 (фиг. 1). Бегущее магнитное поле статора, наведенное трехфазным переменным током в витках статорной обмотки 8, индуктирует вторичный трехфазный переменный ток в поверхностном слое ротора, которое наводит вторичное бегущее поле ротора, за счет чего создается подающее усилие посредством ротора 5 бурового става на буровой инструмент 9 и осуществляется бурение скважины 10.

При отключении электропитания храповый механизм 7, содержащий прижимные валики на своих валах 12, оси которых перпендикулярны оси ротора и имеющие одностороннее вращение в опорах 13, стопорится, удерживая в верхнем положении ротор 5 бурового става.

В случае возникновения ударной нагрузки или вибрации энергия механических колебаний, посредством взаимодействия магнитных полей ротора 5 бурового става и статора 8, наводимых трехфазным переменных током, вызывает увеличение тока в обмотках статора 8. Тем самым величина ударной нагрузки на буровой инструмент 9 и ротор 5 бурового става, снижается. При этом увеличение или снижение тока в обмотках статора 8 сигнализирует об изменении физико-механических характеристик горной породы и может использоваться в качестве сигнала для автоматизации процесса бурения. От количества кольцевых секций магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки, подключенными с чередованием фаз к сети трехфазного напряжения, в прямой зависимости находится усилие подачи и в обратной зависимости находится рабочая скорость подачи ротора 5 бурового става.

Устройство для бурения скважин, содержащее корпус, вращательно-подающий механизм для ротора бурового става, который включает соосно расположенные статор с витками и установленный внутри статора ротор, отличающееся тем, что кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки огибают цилиндрическую поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя минимальный рабочий воздушный зазор, при том что ротор оснащен храповым механизмом, содержащим прижимные валики на своих валах, оси которых перпендикулярны оси ротора, имеющие одностороннее вращение в опорах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электрических машин. Обмотка вращающейся электрической машины содержит проводник и корпусную изоляцию, окружающую проводник, защиту концевой обмотки от коронного разряда, расположенную на наружной поверхности корпусной изоляции, причем защита концевой обмотки от коронного разряда содержит первый слой, поверхностное сопротивление которого находится в диапазоне 10-80 Ом, и защита концевой обмотки от коронного разряда дополнительно содержит второй слой, расположенный на наружной поверхности первого слоя, причем второй слой выполнен из полупроводникового материала, и третий слой расположен на наружной поверхности второго слоя и выполнен из среднерезистивного материала.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, касается конструктивного выполнения обмоток статоров и роторов электрических машин переменного тока и якорей коллекторных электрических машин.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород.
Изобретение относится к электромашиностроению. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции электрических машин. .

Вибрационное устройство содержит удлиненный корпус, наружную удлиненную компоновку, установленную коаксиально в корпусе и выполненную с предотвращением вращения и с возможностью возвратно-поступательного продольного перемещения относительно обсадной колонны, внутреннюю удлиненную компоновку, установленную коаксиально в наружной удлиненной компоновке и выполненную с возможностью пропуска текучей среды в продольном направлении части вибрационного устройства и имеющую группу магнитов, расположенных коаксиально и продольно в указанной компоновке, и расположенную в группе магнитов наружной удлиненной компоновки на расстоянии от нее и коаксиально с ней.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважинах, в частности к осцилляторам для бурильной колонны, предназначенным для создания гидромеханических импульсов, воздействующих на бурильную колонну.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при бурении скважины. Способ включает вращение и осевую подачу компоновки с долотом и подачу промывочной жидкости через внутреннюю полость компоновки на забой, в зоне поглощения промывочной жидкости перевод подачи жидкости в затрубное пространство над забойным двигателем через переводник путем его активации.

Группа изобретений относится к устройству и способу бурения с непрерывным вращением бура и с непрерывной подачей бурового раствора. Устройство для буровой установки, которая содержит первую буровую машину с верхним приводом, установленную с возможностью вертикального перемещения вдоль направляющей, и вторую буровую машину, установленную между первой буровой машиной и скважиной с возможностью вертикального перемещения вдоль направляющей независимо от первой буровой машины с верхним приводом и снабженную поворотным столом, способным выдерживать вес бурильной колонны, приводом вращения, обеспечивающим непрерывное вращение бурильной колонны, и жидкостной камерой, способной обеспечивать жидкостное соединение между концом бурильной колонны и блоком подачи бурового раствора, при этом жидкостная камера снабжена отверстиями для бурильной колонны, содержащими устройства, которые могут закрывать отверстия для бурильной колонны с обеспечением непроницаемости для жидкости.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при бурении скважины через зоны поглощения промывочной жидкости. Способ включает бурение ствола скважины компоновкой с нижним силовым приводом и с применением в качестве бурового раствора промывочной жидкости.
Изобретение относится к строительству скважин и может найти применение при проводке ствола через зоны обрушений. Способ включает бурение компоновкой с гидравлическим забойным двигателем, в зоне осложнения периодическое расхаживание бурильной колонны с одновременным вращением.

Изобретение относится к буровым установкам с подвижным вращателем, применяемым при бурении геологоразведочных скважин. Буровая установка включает мачту, цепной подъемник колонны с подвижным проходным вращателем, снабженным гидропатроном для удержания бурильных труб, расположенный над подъемником колонны цепной свечеподъемник с элеватором, оснащенным гидропатроном для удержания бурильных свечей, состоящих из одной или нескольких труб, карусельный магазин с расположенными строго по окружностям ячейками для бурильных свечей, выполненный с возможностью перемещения его от оси скважины и обратно, и стационарный гидравлический трубодержатель.

Изобретение относится к бурению, а именно к добыче воды из буровых скважин с использованием устройства для бурения скважины ударно-вращательным методом. Устройство для бурения скважины ударно-вращательным методом, содержащее увеличитель веса долота, устанавливаемый непосредственно над долотом - наддолотный утяжелитель - и закрепленный к колонне бурильных труб и к долоту с помощью переходников.

Изобретение относится к бурению, а именно к добыче воды из буровых скважин с использованием устройства для бурения скважины ударно-вращательным методом. Устройство содержит увеличитель веса долота, устанавливаемый непосредственно над долотом - наддолотный утяжелитель - и закрепленный к колонне бурильных труб и к долоту с помощью переходников.

Буровой инструмент для высокооборотного бурения в твердых горных породах. Техническим результатом является снижение силы трения между буровой штангой и стенкой скважины.

Предложенная группа изобретений относится к нефтедобывающей технике, в частности к средствам управления скважинной насосной установкой. Техническим результатом является повышение надежности работы насосной установки в скважинах малого диаметра.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения взрывных скважин на карьерах и шахтах, а также для проходки технологических скважин, в том числе при бурении сложноструктурных пород. Устройство для бурения скважин содержит корпус, вращательно-подающий механизм для ротора бурового става, который включает соосно расположенные статор с витками и установленный внутри статора ротор. Кольцевые секции магнитопровода с уложенными в них витками статорной обмотки огибают цилиндрическую поверхность ротора бурового става так, что их оси совпадают, образуя минимальный рабочий воздушный зазор. Ротор оснащен храповым механизмом, содержащим прижимные валики на своих валах, оси которых перпендикулярны оси ротора, имеющие одностороннее вращение в опорах. Обеспечивается повышение эффективности работы бурового станка, увеличение срока службы бурового инструмента за счет повышения эффективности и увеличения скорости регулирования рабочих режимов в процессе бурения. 3 ил.

Наверх